Лекция 4. Основные показатели кристаллизации

1. Основные показатели кристаллизации

2. Показатели для основного вещества

1) концентрация основного вещества в
исходном растворе перед началом
кристаллизации сисх;
2) концентрация основного вещества в
маточном растворе при конечных
условиях кристаллизации см;
3) концентрацию основного вещества
в кристаллах скр.

3. Показатели для примеси

1) концентрация примеси в исходном
растворе перед началом
кристаллизации аисх;
2) концентрация примеси в маточном
растворе при конечных условиях
кристаллизации ам;
3) концентрацию примеси в
кристаллах акр.

4. Степень кристаллизации основного вещества

Степень кристаллизации
основного вещества αтв - степень выделения
основного вещества в твердую фазу при
конечных условиях кристаллизации.
Если кристаллизация проводится путем
охлаждения раствора без заметного испарения
растворителя, то величина αтв (в долях)
рассчитывается по формуле:
тв
сисх см
100
сисх
100 см

5. Степень кристаллизации основного вещества

Формула пригодна не только при
кристаллизации путем охлаждения, но и
при любых других условиях проведения
кристаллизации, если заменить величину
сисх величиной с концентрации основного
вещества в системе (в совокупности
кристаллов и маточного раствора) при
конечных условиях кристаллизации.

6. Коэффициенты очистки или концентрирования примеси для кристаллов и маточного раствора

Коэффициенты очистки для
кристаллов и маточного раствора - это
показатели, характеризующие
уменьшение соотношения содержания
примеси и основного вещества в
кристаллах в сравнении с
соотношением в исходном растворе, а
так же в маточном растворе.

7. Коэффициенты очистки для кристаллов и маточного раствора

Коэффициенты очистки для
кристаллов Ккр
аисх а кр
:
Ккр =
сисх
с кр
Коэффициенты очистки для маточного
раствора Км
а м аисх
:
Км =
с м сисх

8. Коэффициенты очистки для кристаллов и маточного раствора

Коэффициенты очистки для кристаллов и
маточного раствора показывают, во сколько
раз меньше относительная концентрация
примеси в кристаллах и больше в маточном
растворе, по сравнению с исходным
раствором, перед кристаллизацией.
Коэффициенты К всегда больше единицы
или в пределе равны единице.

9. Коэффициент сокристаллизации микропримеси

Коэффициент сокристаллизации
микропримеси (или коэффициент
распределения микропримеси) D,
характеризует фракционирование
микропримеси между твердой фазой и
маточным раствором:
а тв а м
:
D=
ств с м

10. Коэффициент сокристаллизации микропримеси

При очистке кристаллов в процессе
кристаллизации D< 1.
Если в процессе кристаллизации
достигается термодинамическое
равновесие относительно микро- и
макрокомпонента между жидкой и твердой
фазами, то имеем равновесный
коэффициент сокристаллизации
микропримеси – Dравн.

11. Задача

Рассчитать степень кристаллизации,
коэффициенты очистки для
кристаллов и маточного раствора,
коэффициент сокристаллизации
микропримеси, если
сисх = 50 %
аисх = 10 %
см = 10 %
ам = 5 %
скр.= 90 %
акр = 10 %